1、建筑节能与太阳房设计心得体会,一、住宅建筑节能设计,1、要改善建筑热环境，必须使用能源 只有合理使用和节约使用能源，尽可能提高能源利用效率，使改善建筑热环境与建筑节能相结合，才能做到人类和生态的可持续发展。2、国外节能已成风尚： 在国外，建筑师采用多种形式和方法来节能： （1）资源回收利用： 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外，墙体还被设计成双重结构，每个房间建有通风口，整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用，其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃，从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的
2、回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。 （2）新能源开发利用： 德国建筑师塞多特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后，该房屋便反向转动，回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%，而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。,3、中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，199
3、4年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多
4、数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。,4、住宅设计最基本的节能意识： 如：新疆冬季严寒漫长，因此，住宅建筑设计中，主要空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西，历来被认为是合理的设计，这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区
5、住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的节能措施。5、住宅的主要空间与建筑节能设计： 在早期的城市住宅设计中，多以卧室为中心，卧室是住宅中的主要居住空间。当时的住宅，卧室是住宅中唯一的主要空间。在住宅的空间设计中，显然要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的住置，置于南向，为住户提供最好的享用自然能源的环境。近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善。设计人员经过多年的推敲、探讨，住宅内部的休息区，起居活动区及厨卫服务区三大功能，分区更趋向明确合理。住宅中的卧室不再是多功
6、能的，已被更合理地理解为休息区，主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物，要求轻松宁静，有一定的私密性的空间。,白天人们工作、学习、外出，即使在家各种起居活动也不在卧室中。因此以夜间睡眠用为主，白天多是空关着的卧室，向南还是向北，有无直接日照，对于建筑节能而言差别不大。在满足通风采光，保证窗户的气密性和隔热性的要求下，卧室不向南不影响建筑节能。因此，一套住宅中，卧室已经不是争取占据南向的唯一主要空间。“厅”在现代住宅中，已成为居住者各种起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对于起居活动中心的“厅”来讲，更有直接的节能意义。对于上班族来讲，由于实行双休日制度后，白天在家的天数增多了，约占全年总天数的四分之
7、一，对于老年人、婴幼儿来讲，则多数时间是呆在厅里的，即便学生，寒暑假、星期天在家，主要活动空间也是在厅里，所以现在住宅中，厅的面积远比一个卧室大。白天，厅的使用频率比卧室高得多，起居厅已是住宅中的活动中心，是现代住宅中的主要空间。所以如果起居厅向南，白天的阳光照着在起居厅活动的人们，其节能效应是不言而喻的。如果是南向起居厅，室内的自然热环境较好，可以大大地节约采暖和空调的耗能。 6、建筑构造节能设计： （1）墙体节能：,墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。以外墙为例，在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。 （2）门窗节能：外门窗是住宅能耗散失的
8、最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。门窗节能措施有：a、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。b、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。c、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，可置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的
9、住宅可采用低辐射玻璃；合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。（3）屋面节能在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点：,一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料；二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境；芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面
10、，其保温工程更可显示出它的优越性。,二、太阳房,太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。是一种既可取暖发电，又可去湿降温、通风换气的节能环保住宅。最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建造容易，不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点，使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房，则为空调致冷式太阳房。1、 基本概述 “太阳房”一词起源于美国。人们看到用玻璃建造的房子内阳光充足，温暖如春，便形象地称为太阳房。太阳房是直接利用太阳辐射能的重要方面，把房屋看作一个集热器,通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，达到房屋采暖目的
11、。太阳房概念与建筑结合形成了“太阳能建筑”技术领域，成为太阳能界和建筑界共同关心的热点。 太阳房可以节约75%90%的能耗，并具有良好的环境效益和经济效益，成为各国太阳能利用技术的重要方面。在太阳房技术和应用方面欧洲处于领先地位，特别是在玻璃涂层窗技术、透明隔热材料等方面居世界领先地位。日本已利用这种技术建成了上万套太阳房，节能幼儿园、节能办公室、节能医院也在大力推广，中国也正在推广综合利用太阳能，使建筑物完全不依赖常规能源的节能环保性住宅。在不久的将来，太阳房将造福越来越多的人。,2、产生背景编辑建筑节能是未来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点，太阳能是建筑上很
12、具有利用潜力的新能源,于是太阳房这种节能环保住宅应运而生。太阳能是一种平等给予和可自由利用的洁净能源，如何开发利用太阳能造福于人类是世界性一大课题。日本太阳房建筑节能是未来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点，太阳能是建筑上很具有利用潜力的新能源，于是太阳房这种节能环保住宅应运而生。太阳能是一种平等给予和可自由利用的洁净能源，如何开发利用太阳能造福于人类是世界性一大课题。至于太阳能利用中的经济性问题，还必须考虑下列两种因素：第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含
13、碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。而太阳房的开发能够有效的缓解能源压力。 第二，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。,自古以来，人类的祖先在修建房屋时，就知道利用太阳的光和热，中国传统的民房大多数都是最原始、最简单的太阳房。但这仅仅是感性的、自
14、发的，处于比较低级的阶段。现代技术上的太阳房屋通常要在建筑物上装设一套集热、蓄热的装置，有意识地利用太阳能。随着农村经济的发展，农村能源的紧缺矛盾十分突出，因此，加快广大农村中推广既节约能源，又经济舒适的太阳房已势在必行。4、基本分类：按照国际上惯用的名称，太阳房分为主动式太阳房和被动式太阳房两大类。主动式太阳房的一次性投资大、设备利用率低，维修管理工作量大，而且仍然要耗费一定量的常规能源。因此，对于居住建筑和中小型公用建筑来说，主要采用的是被动式太阳房。被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，在冬季集取、保持、贮存、分
15、布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。（1）主动式太阳房主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备，电源也是不可缺少的。因此这种太阳房的造价较高。但是室温能主动控制，使用也很适宜。在一些经济发达的国家，已建造不少各种类型的主动式太阳房。,（2）被动式太阳房被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑，是太阳能热利用的一个重要领域，具有重要的经济效益和社会效益。它的推广有利于节约常规能源、保护自然环境、减少污染，使人与自然环境得到和谐的发展。被动式太阳房主要根据当地气候条件，把房屋建造得尽量利用太阳的直接辐射能，它不需要安
16、装复杂的太阳能集热器。更不用循环动力设备，完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性，来达到冬暖夏凉的目的。因此，相对而言，被动靠天，亦即人为的主动调节性差。在冬季遇上连续坏天气时，可能要采用一些辅助能源补助。正常情况下，早、中、晚室内气温差别也很大。但是，对于要求不高的用户，特别是原无采暖条件的农村地区，由于它简易可行，造价不高，人们仍然欢迎。（3）附加阳光间式，这种太阳房是直接受益式和集热墙式的混合产物。其基本结构是将阳光间附建在房子南侧，中间用一堵墙（带门、窗或通风孔）把房子与阳光间隔开。实际上在一天的所有时间里，附加阳光间内的温度都比室外温度高，因此，阳光间既可以供给房间以太阳
17、热能，又可以作为一个缓冲区，减少房间的热损失，使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温和的环境。由于阳光间直接得到太阳的照射和加热，所以它本身就起着直接受益系统的作用。白天当阳光间内空气温度大于相邻的房间温度时，开门（或窗或墙上的通风孔）将阳光间的热量通过对流传入相邻的房间，其余时间关闭。,太阳房设计要领： （1）太阳房的设计要因地制宜，遵循适用、坚固、经济，并应注意建筑造型美观大方的原则。太阳房的平面布置应符合节能和充分利用太阳能的要求，建筑造型与周围建筑群体相协调，同时必须兼顾建筑形式、使用功能和太阳能采暖方式三者之间的相互关系。（2）在选择太阳房的建造位置时，要避免周围地形、地物（包括附近建
18、筑物）对建筑南向及其东、西15朝向范围内在冬季的遮阳。建筑间距要求在当地冬至日中午12点时太阳房南面遮挡物的阴影不得投射到太阳房的窗户上。另外，还应避开附近污染源对集热部件透光面的污染，避免将太阳房设在附近污染源的下风向。（3）太阳房平面布置及其集热面应朝南。（4）避免建筑物本身突出物（挑檐、突出外墙外表面的立柱等）在最冷的1月份对集热面的遮挡。对设在夏热地区的太阳房还要兼顾夏季的遮阳要求，尽量减少夏季太阳光射入房内。（5）在建筑平面的内部组合上，要根据不同房间对温度的不同要求合理布局，对主要居室或办公室应尽量朝南布置，并尽量避开边跨；对没有严格温度要求的房间、过道，如贮藏室、楼梯间等可以布置
19、在北面或边跨；对寒冷地区有上下水道的房间；如厕所、浴室等要验算水管在冬季的防冻问题。南北房间之间的隔墙，应区别情况核算保温性能。,对建筑的主要入口，从秋季防风考虑，一般应设置门斗。在有条件时，对主要居室应尽可能地设置通过辅助房间的次要入口，以便冬季使用。（6）在集热方式和集热部件的选择上要考虑房间使用特点。对主要使用时间在晚上的房间，要优先选用蓄热性能较好的集热系统，以使晚间有较高的室温；对主要使用时间在白天的房间，要优先选用能使房间在白天有较高室温，上午升温较快，并使室温波动不超过什么范围的集热系统。另外，要注意设计或选用便于清扫集热面以及维护管理方便的集热部件。（7）室温要求。对综合气象因
20、素SDM20地区的太阳房，标准要求在冬季采暖期间，主要居室在无辅助热源的条件下，室内平均温度达到12；室温日波动范围不得大于10。夏季室内温度不得高于当地普通房屋。（8）保证太阳房内有必要的新鲜空气量。对室内人员密集的学校、办公室等类型的太阳房，或建设在高海拔地区的太阳房要核算必要的换气数量。太阳房应用领域主要：一是民用太阳房；二是学校太阳房；三是办公楼。同时还用于蔬菜和花卉种植的太阳能温室在中国北方地区较多采用。全国太阳能温室面积总计约700万亩，发挥着较好的经济效益。,薄膜太阳能-农业大棚发展现状：经过将三十年的不断发展，太阳房技术和材料设备，已经日益完善。这些新的太阳房技术和设备，可以很
21、好地与建筑相结合，或者干脆成为建筑的一部分。太阳能干净无污染，且取之不尽、用之不竭，但也有缺点，就是不连续、不稳定，因此，太阳房还得需要配以一定的常规辅助能源，才能达到适宜居住的条件，这也就是所谓的“主动式太阳房”。太阳房在设计时，除了需要考虑太阳能的保证率而外，还需要考虑必要的换气，以及南北屋的温度调节和控制。存在问题：中国太阳房的发展存在以下问题：对太阳房的设计和建造没有和建筑真正结合起来变成建筑师的设计思想和概念，没有纳入建筑规范和标准，一定程度上影响快速发展和实现商业化。太阳房的用途还仅仅局限在采暖保温方面，而利用太阳房去湿降温在国内才刚起步。这里所说的降温同传统意义上空调器的制冷降温有很大区别，它通过空气在室内的自然循环达到房屋温度湿度的均匀，相对于室外气温有所下降，从而获得一个凉爽宜人的生活空间，好比在炎热的夏天里人们在树荫下乘凉的感觉。其次是相关的透光隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗等没有商业化，使太阳房的水平受到限制。,
